Explosionen in pulver- und staubtangierten Fertigungen stellen ein hohes Risiko für Menschen und die Anlage dar. Um die Sicherheit im Betrieb zu erhöhen und Unfällen vorzubeugen, können sich Anlagenbetreiber an Experten, wie die Firma IEP Technologies, wenden. Prüfungen und kalibrierte Testverfahren stellen sicher, dass die gesetzlichen Anforderungen eingehalten werden und die sicherste Lösung gefunden wird.
Welche am besten passt, hängt ab von der jeweiligen Anlage und der Produktionsumgebung. Explosionsfeste Behälter sind dafür ausgelegt, dem entstehenden maximalen Druck im Inneren standzuhalten und nicht zu bersten. Allerdings sind sie teuer und nur sinnvoll, wenn auch angrenzende Anlagenteile exakt dieselben Voraussetzungen erfüllen.
Berstende Behälter verhindern
Eine leistungsfähige Explosionsdruckentlastung verhindert die Zerstörung eines Behälters, indem Staubpartikel sowie Dämpfe bei einer Explosion durch Berstscheiben nach außen geleitet werden. Der dabei ausgestoßene Feuerball kann das achtfache Volumen des Behälters oder sogar noch mehr erreichen. Die Scheiben sind deshalb oben oder seitlich am Behälter angebracht, damit austretende Flammen und Partikel weder Menschen noch angrenzende Anlagenteile gefährden. Aufgrund möglicher Nachfolgebrände sollten Brandschutzmaßnahmen in das Sicherheitskonzept aufgenommen werden.
In Bereichen, in denen explosionsfähige oder toxische Stäube verarbeitet werden, hat sich die Explosionsunterdrückung nach den Richtlinien VDI 2263 Blatt 4 und EN 14373 bewährt. Bei dieser sind die Apparate und Rohrleitungen nicht für den maximalen, sondern lediglich für den reduzierten Explosionsdruck ausgelegt. Kommt es im Inneren der Apparatur zu einer Zündung, erhöht sich der Druck. Die Explosionsdrucksensoren sind so konfiguriert, dass sie innerhalb von Millisekunden auf den steigenden Druck reagieren. Sie veranlassen die Öffnung der Löschmittelbehälter und lassen das Löschpulvers frei. Das Pulver kühlt den Feuerball rasch ab, schwächt weitere Verbrennungen ab und reduziert den Explosionsdruck. In weniger als 100 Millisekunden ist die Explosionsunterdrückung abgeschlossen.
Ein großer Vorteil der Unterdrückung ist, dass weder Flammen, Druck noch das Produkt selbst nach außen entweichen. Unterdrückungssysteme kommen bei Stäuben und Gasen zum Einsatz, die einen Explosionsdruck pmax von unter 10 bar sowie einen KG-Wert von unter 600 bar m/s aufweisen.
Kettenreaktionen abwenden
Die meisten Anlagen sollten zusätzlich zur Explosionsdruckentlastung oder -unterdrückung mit einer Explosionsentkopplung ausgestattet werden. Das reduziert das Risiko einer Explosionsübertragung auf andere Anlagenteile. Bei der Entkopplung mittels Löschmittelsperre wird ein Löschmittel in die Rohre geleitet, das die Ausbreitung der Flamme unterdrückt. Bei der aktiven mechanischen Entkopplung sorgt ein Hochgeschwindigkeitsventil für den Schutz. Es bildet in der Leitung eine mechanische Barriere gegen die Flammen. Auf diese Weise verhindert es auch die Druckausbreitung. Die passive mechanische Entkopplung besteht aus einem Ventil oder einer Klappe, die aufgrund der Explosionsdruckwelle schließt und dadurch die miteinander verbundenen Behälter abgrenzt.
Die Grundvoraussetzung, um für den Ernstfall gewappnet zu sein, ist eine Risikoanalyse mit ganzheitlicher Betrachtung der Produktionsumgebung, der Anlagen und der verarbeitenden Materialien. Einzelmaßnahmen führen selten zum gewünschten Schutzlevel. Daher ist es ratsam, frühzeitig mit Experten ein Sicherheitskonzept zu erarbeiten.
